中孕期超聲軟指標(biāo)與染色體異常相關(guān)分析*

姚妍怡，張成成，宋婕萍

(湖北省婦幼保健院優(yōu)生遺傳中心，武漢 430070)

孕18～24周胎兒系統(tǒng)超聲篩查是評(píng)估胎兒生長(zhǎng)發(fā)育及結(jié)構(gòu)畸形的一個(gè)重要手段，也是《孕前和孕期保健指南(2018)》推薦的孕期必查項(xiàng)目之一[1]。胎兒系統(tǒng)超聲篩查除了能檢出胎兒結(jié)構(gòu)及發(fā)育異常之外，還能檢出許多非特異性的、往往是暫時(shí)性的胎兒結(jié)構(gòu)微小變異，稱為超聲軟指標(biāo)[2]。研究顯示，超聲軟指標(biāo)的存在會(huì)增加胎兒染色體非整倍體甚至是致病性拷貝數(shù)變異(copy number variants,CNVs)的風(fēng)險(xiǎn)[3-4]。目前，染色體微陣列分析技術(shù)(chromosomal microarray analysis，CMA)已作為超聲異常胎兒的一線產(chǎn)前診斷方法[5]。然而，關(guān)于CMA檢測(cè)應(yīng)用于中孕期超聲軟指標(biāo)胎兒的研究有限。本研究通過(guò)回顧分析單核苷酸多態(tài)性芯片(SNP-array)在不同數(shù)目、不同類型中孕期超聲軟指標(biāo)胎兒中的應(yīng)用情況，評(píng)估各種類型中孕期超聲軟指標(biāo)的潛在遺傳風(fēng)險(xiǎn)，為臨床醫(yī)生的遺傳咨詢提供實(shí)踐依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2016年11月至2020年12月于湖北省婦幼保健院優(yōu)生遺傳門診就診，行侵入性產(chǎn)前診斷且接受SNP-array技術(shù)檢測(cè)的單胎妊娠的孕婦542例。納入標(biāo)準(zhǔn)：?jiǎn)翁?，妊娠中?妊娠15～27+6周)產(chǎn)前超聲篩查提示胎兒有一個(gè)或多個(gè)常見超聲軟指標(biāo)。排除標(biāo)準(zhǔn)：胎兒結(jié)構(gòu)異常，存在早孕期超聲軟指標(biāo)(NT增厚)，NIPT提示胎兒染色體非整倍體高風(fēng)險(xiǎn)。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，孕婦均簽署了知情同意書并接受了遺傳咨詢。

1.2 研究方法

1.2.1 分組 根據(jù)不同的超聲軟指標(biāo)，參考相關(guān)文獻(xiàn)[4,6]將542例孕婦分為單超聲軟指標(biāo)組和多超聲軟指標(biāo)組，再將單超聲軟指標(biāo)組細(xì)分為如下8個(gè)亞組：側(cè)腦室輕度增寬(10～15mm)亞組，單臍動(dòng)脈亞組，右鎖骨下動(dòng)脈迷走亞組，四肢長(zhǎng)骨偏短(胎兒四肢長(zhǎng)骨長(zhǎng)徑≤同孕周2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差)亞組，心室強(qiáng)回聲亞組，脈絡(luò)叢囊腫(≥10mm)亞組，頸項(xiàng)皮膚皺褶增厚(≥6mm)亞組，鼻骨缺失或發(fā)育不良亞組。

1.2.2 產(chǎn)前診斷方法 542例孕婦均采用羊膜腔穿刺術(shù)進(jìn)行產(chǎn)前診斷，共抽取羊水15～30mL。對(duì)同意追蹤染色體或CNVs來(lái)源的胎兒父母，抽取其外周血2mL進(jìn)行驗(yàn)證以幫助判斷染色體和CNVs的來(lái)源。

1.2.3 染色體核型分析 胎兒的羊水樣本的染色體制片，G顯帶核型分析均采用常規(guī)操作進(jìn)行，染色體核型描述按照“人類細(xì)胞遺傳學(xué)國(guó)際命名體制(ISCN，2020)”進(jìn)行[7]。

1.2.4 SNP-array檢測(cè)和結(jié)果判讀 采用CytoScan750K芯片進(jìn)行檢測(cè)。利用國(guó)際基因組變異數(shù)據(jù)庫(kù)DGV剔除常見的多態(tài)性CNVs，其余CNVs與ClinGen、DECIPHER、OMIM、ISCA數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)分析，在Pubmed數(shù)據(jù)庫(kù)上檢索相同或相似區(qū)段的CNVs研究的文獻(xiàn)。依據(jù)ACMG指南[8]，將≥200kb CNVs分成五大類：致病性CNVs、可能致病性CNVs、臨床意義不明性CNVs、可能良性CNVs、良性CNVs。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS26.0軟件。計(jì)數(shù)資料用頻數(shù)及百分率表示。組間比較采用χ2檢驗(yàn)、Fisher's精確概率法檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 一般情況 共納入542例孕婦，年齡(29.4±4.7)歲，產(chǎn)前診斷孕周為(23.5±2.9)周。542例孕婦中單超聲軟指標(biāo)組437例(80.63%)，多超聲軟指標(biāo)組105例(19.37%)。單超聲軟指標(biāo)組最常見的三種超聲軟指標(biāo)：鼻骨缺失或發(fā)育不良(27.31%),心室強(qiáng)回聲(12.55%)，側(cè)腦室輕度增寬(11.44%)。

2.2 染色體核型分析和SNP-array檢測(cè)結(jié)果 542例樣本中，排除了孕婦拒絕、孕周過(guò)大、培養(yǎng)失敗的樣本后，有400例行染色體核型分析。核型分析共發(fā)現(xiàn)染色體異常12例(3%)，其中染色體非整倍體9例，致病性CNVs 1例，平衡易位2例。此外還檢出染色體多態(tài)性18例(4.5%)。見表1。542例樣本全部完成SNP-array檢測(cè)，共發(fā)現(xiàn)染色體異常28例(5.17%)，其中染色體非整倍體12例，致病性CNVs16例(其中2例存在2種致病性CNVs)，見表1、表2。同時(shí)進(jìn)行核型分析和SNP-array檢測(cè)的400例樣本中，除了2例平衡易位以外，SNP-array檢出了核型分析所檢出的所有染色體異常，另外還檢出8例致病性CNVs和1例嵌合型13三體。SNP-array對(duì)致病性CNVs的檢出率顯著高于核型分析，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.002)。

表1 染色體核型分析和SNP-array檢測(cè)結(jié)果比較[n(%)]

表2 SNP-array檢出28例染色體異常

2.3 超聲軟指標(biāo)數(shù)目與染色體異常的關(guān)系 單超聲軟指標(biāo)組檢出染色體異常18例(4.12%)，包括染色體非整倍體7例(1.6%)，致病性CNVs 11例(2.52%)。多超聲軟指標(biāo)組檢出染色體異常10例(9.52%)，包括染色體非整倍體5例(4.76%)，致病性CNVs 5例(4.76%)。單超聲軟指標(biāo)組和多超聲軟指標(biāo)組染色體異常檢出率的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.045)。見表3。

2.4 多個(gè)超聲軟指標(biāo)種類與染色體異常的關(guān)系 在多超聲軟指標(biāo)組中，當(dāng)多個(gè)超聲軟指標(biāo)中包含胎兒鼻骨缺失或短小時(shí)，染色體異常檢出率為27.59%(8/29)遠(yuǎn)高于不包含胎兒鼻骨缺失或鼻骨短小時(shí)的2.63%(2/76)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.0004)。見表3。

2.5 單超聲軟指標(biāo)種類與染色體異常的關(guān)系 在8個(gè)單超聲軟指標(biāo)亞組中，頸項(xiàng)皮膚皺褶增厚亞組(11.11%,P=0.02)和側(cè)腦室輕度增寬亞組(8.06%,P=0.02)染色體異常檢出率顯著高于其他亞組。側(cè)腦室輕度增寬亞組致病性CNVs檢出率顯著高于其他亞組(6.45%,P=0.049)，單臍動(dòng)脈亞組、四肢長(zhǎng)骨偏短亞組、心室強(qiáng)回聲亞組、脈絡(luò)叢囊腫亞組均未檢出致病性CNVs。見表3。

表3 542例超聲軟指標(biāo)胎兒的染色體異常情況

3 討 論

中孕期超聲軟指標(biāo)是一類非特異性的胎兒結(jié)構(gòu)微小變異，可在13.2%～23.01%的胎兒中被檢出[4,9]。超聲軟指標(biāo)最初是為了評(píng)估高齡產(chǎn)婦的唐氏綜合征的風(fēng)險(xiǎn)而提出的，然而近期研究表明，一些超聲軟指標(biāo)不僅和胎兒染色體非整倍體相關(guān)，還和致病性CNVs相關(guān)[4,10]。目前，無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前檢測(cè)(non-invasive prenatal testing,NIPT)可檢出99%以上的唐氏綜合征，96.8%的18三體綜合征和92.1%的13三體綜合征胎兒[11]。因此，一些學(xué)者提出是否所有的超聲軟指標(biāo)都與致病性CNVs相關(guān)，一些超聲軟指標(biāo)能否采用NIPT取代侵入性產(chǎn)前診斷。本研究回顧研究了當(dāng)胎兒存在不同數(shù)目、不同類型的超聲軟指標(biāo)時(shí)染色體異常及致病性CNVs的檢出情況?；谶@些結(jié)果，對(duì)各種類型超聲軟指標(biāo)行產(chǎn)前診斷或產(chǎn)前篩查提供了建議。

本研究中通過(guò)SNP-array檢出當(dāng)胎兒存在常見中孕期超聲軟指標(biāo)時(shí)染色體總異常率為5.17%，這與以往的研究類似[4,12]。多超聲軟指標(biāo)組的胎兒染色體異常檢出率(9.52%)顯著高于單超聲軟指標(biāo)組(4.12%)，提示當(dāng)胎兒發(fā)現(xiàn)多個(gè)超聲軟指標(biāo)時(shí)，須建議行SNP-array檢測(cè)。本研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)多個(gè)超聲軟指標(biāo)中包含胎兒鼻骨缺失或短小時(shí)，胎兒染色體異常率(27.59%)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于不包含時(shí)(2.63%)，提示當(dāng)胎兒檢出多個(gè)中孕期軟指標(biāo)且包含鼻骨缺失或鼻骨短小時(shí)，胎兒染色體異常的風(fēng)險(xiǎn)顯著增高，SNP-array檢測(cè)非常必要。

單純的頸項(xiàng)皮膚皺褶增厚和胎兒鼻骨短小或缺失均被報(bào)道為中孕期21三體綜合征最強(qiáng)的超聲軟指標(biāo)[4,13]。本研究中，頸項(xiàng)皮膚皺褶增厚亞組染色體異常率11.11%(3/27)，3例染色體異常中2例為21三體綜合征，1例為致病性CNVs。鼻骨短小或缺失亞組染色體異常率5.41%(8/148)，8例染色體異常中僅2例為21三體綜合征，剩余6例中5例為致病性CNVs，1例為嵌合13三體綜合征。因此，本研究認(rèn)為胎兒頸項(xiàng)皮膚皺褶增厚是中孕期21三體綜合征最強(qiáng)的超聲軟指標(biāo)，單純的鼻骨短小或缺失不僅與21三體綜合征等染色體非整倍體密切相關(guān)，也是一些致病CNVs在宮內(nèi)的唯一表型。對(duì)檢出頸項(xiàng)皮膚皺褶增厚及單純鼻骨短小或缺失胎兒的孕婦須建議行SNP-array檢測(cè)。

側(cè)腦室輕度增寬亞組的致病性CNVs檢出率在各亞組中最高(6.45%)，這與Li等[2]研究一致。側(cè)腦室輕度增寬亞組中共檢出4例致病性CNVs，其中最常見為6q27微缺失(50%)。6q27微缺失中包含一個(gè)明確的單倍劑量不足基因DLL1。DLL1(OMIM*606582)在胚胎發(fā)育期高度表達(dá)于神經(jīng)元前體細(xì)胞，這些神經(jīng)元通過(guò)振蕩的方式表達(dá)Notch信號(hào)來(lái)抑制鄰近的細(xì)胞進(jìn)行神經(jīng)元分化[14]。DLL1的單倍劑量不足可導(dǎo)致智力障礙、自閉癥譜系障礙、癲癇發(fā)作、各種腦結(jié)構(gòu)畸形、肌張力低下和脊柱側(cè)彎[14]。Hu等[10]從154例單純的側(cè)腦室輕度增寬胎兒中共檢出致病性CNVs13例(8.44%)，其中最常見也為6q27微缺失(23.08%)。因此，當(dāng)胎兒檢出側(cè)腦室輕度增寬，建議行SNP-array檢測(cè)，一些在兒童期會(huì)導(dǎo)致智力障礙、自閉癥譜系障礙的致病性CNVs在胎兒期僅表現(xiàn)為側(cè)腦室輕度增寬。

22q11.2缺失綜合征是繼唐氏綜合征之后導(dǎo)致發(fā)育遲緩和先天性心臟病的第二大病因，發(fā)病率約為1/4000[15]。22q11.2缺失綜合征在宮內(nèi)的表型主要為各種心臟畸形(95%)，包括法洛四聯(lián)癥、肺動(dòng)脈瓣閉鎖、主動(dòng)脈弓離斷等[16]。近期研究表明，少數(shù)右鎖骨下動(dòng)脈也與22q11.2缺失綜合征相關(guān)[4]。在本研究中，在右鎖骨下動(dòng)脈迷走亞組中也檢出1例22q11.2微缺失綜合征(4.76%)。因此，本研究建議對(duì)于檢出右鎖骨下動(dòng)脈迷走的孕婦行SNP-array檢測(cè)。

本研究中，心室強(qiáng)回聲亞組、脈絡(luò)叢囊腫亞組、單臍動(dòng)脈亞組、四肢長(zhǎng)骨偏短亞組均未檢出致病性CNVs。SMFM建議在NIPT篩查陰性的情況下，將孤立的心室強(qiáng)回聲、脈絡(luò)叢囊腫作為正常的變異來(lái)對(duì)待，不必向這些孕婦提供侵入性產(chǎn)前診斷[17]。Hu等[4]對(duì)2466個(gè)有超聲軟指標(biāo)的胎兒進(jìn)行SNP-array，發(fā)現(xiàn)胎兒存在孤立性的心室強(qiáng)回聲、脈絡(luò)叢囊腫、單臍動(dòng)脈、腸管回聲增強(qiáng)、小腦延髓池增寬時(shí)致病性CNVs檢出率均低于1.5%，致病性CNVs檢出風(fēng)險(xiǎn)與正常孕婦類似。因此，本研究初步認(rèn)為當(dāng)孕婦檢出孤立性心室強(qiáng)回聲、脈絡(luò)叢囊腫、單臍動(dòng)脈時(shí)，如未行NIPT篩查，可先行NIPT，如果前期NIPT篩查結(jié)果陰性，可孕期監(jiān)測(cè)超聲，必要時(shí)再行侵入性產(chǎn)前診斷。

綜上所述，不同數(shù)目、不同類型的中孕期超聲軟指標(biāo)胎兒染色體異常的差異很大。致病性CNVs與一些超聲軟指標(biāo)(尤其是側(cè)腦室輕度增寬)相關(guān)。因此，當(dāng)中孕期超聲發(fā)現(xiàn)胎兒存在多個(gè)超聲軟指標(biāo)、頸項(xiàng)皮膚皺褶增厚、側(cè)腦室輕度增寬、鼻骨短小或缺失、右鎖骨下動(dòng)脈迷走時(shí)，建議行侵入性產(chǎn)前診斷和SNP-array檢測(cè);當(dāng)胎兒存在孤立性心室強(qiáng)回聲、脈絡(luò)叢囊腫、單臍動(dòng)脈時(shí)，可先行NIPT，必要時(shí)再行侵入性產(chǎn)前診斷。